Untersuchungen zur Bedeutung von Melatoninrezeptoren für die pankreatische β-Zelle

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, wie die beiden Melatoninrezeptor-Isoformen die pankreatische β-Zelle beeinflussen. Am Modell der Ratteninsulinoma β-Zelllinie INS-1 mit heterologer Expression des humanen MT2-Rezeptors wurde durch Inkubationsexperimente gezeigt, dass Melatonin über den humanen MT2-Rezeptor die cAMP- und cGMP-Kaskade hemmt und die Insulinsekretion der β-Zelle senkt. Durch knockdown des rMT1-Rezeptors der INS-1-Zelle wurde nachgewiesen, dass der rMT1-Rezeptor konstitutiv aktiv die Expression vom Insulingen 1 sowie die basale Insulinsekretion beeinflusst. Die Aktivierung des rMT1-Rezeptors durch Melatonin führte durch Senkung der cAMP-Spiegel zur Hemmung der stimulierten Insulinsekretion von INS-1-Zellen und isolierten pankreatischen Inseln von Mäusen. Eine Melatoninpräinkubation hingegen erhöhte, rMT1-Rezeptor vermittelt, die Insulinsekretion. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine gestörte Rezeptorfunktion zur Diabetesentstehung beitragen kann.

The aim of the present study was to evaluate how the two melatonin receptor isoforms affect the pancreatic β-cell. Batch incubation experiments were performed using INS-1 cells heterologously expressing the human MT2 receptor. The results demonstrated that the human MT2 receptor can reduce insulin secretion by inhibiting the cAMP and cGMP signaling cascades. A RNA interference technique was used to generate a rMT1 receptor knockdown in INS-1 cells. Results of RT-PCR and incubation experiments demonstrated that melatonin affects the expression of insulin gene 1 and basal insulin secretion via the rMT1 receptor. Here it could be shown that acute melatonin exposure led to a reduction of insulin secretion by lowering cAMP levels of INS-1 cells and isolated pancreatic islets from mice. In contrast pre-treatment with melatonin resulted in an increase of insulin secretion via the rMT1 receptor. The results suggest that impaired receptor function may contribute the development of diabetes.